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绪论 1

0.1 土木工程与力学 1

0.2 土木工程力学的研究对象 1

目录 1

0.3 土木工程力学的任务 2

0.4 土木工程力学的基本方法 3

第1篇 静力分析 4

第1章 力学模型 4

1.1 力的模型 4

1.1.1 力的运动效应和变形效应 4

1.1.2 集中力分布力 4

1.2 结构的计算简图 6

1.2.1 结构的简化 7

1.3 平面体系的几何组成分析 9

1.2.2 荷载的简化 9

1.3.1 平面体系的自由度 10

1.3.2 几何不变体系的基本组成规则 11

1.3.3 瞬变体系 12

1.3.4 平面体系几何组成分析的方法 13

1.4 受力图 17

1.4.1 几种理想约束的约束力 18

1.4.2 隔离体与受力图 20

小结与讨论 24

第2章 力系的等效与简化 26

2.1 力系的合成与力的分解 26

2.2 力在坐标轴上的投影 28

2.2.1 力沿直角坐标轴的分量 28

2.2.2 力在坐标轴上的投影 28

2.2.3 合力投影定理 30

2.3.1 力对点之矩 31

2.3 力矩 31

2.3.2 力对轴之矩 32

2.3.3 合力矩定理 33

2.4 力偶 35

2.4.1 力偶力偶矩 35

2.4.2 力偶、力偶系的等效 36

2.5 力系的简化 37

2.5.1 力的平移定理 37

2.5.2 平面力系向一点简化 39

小结与讨论 41

第3章 力系的平衡 43

3.1 力系的平衡条件 43

3.1.2 平面力系的平衡方程 44

3.1.1 空间任意力系的平衡方程 44

3.2 单个刚体的平衡问题 47

3.3 简单刚体系的平衡问题 50

3.4 静定与超静定的概念 52

3.5 考虑摩擦时的平衡问题 53

3.5.1 滑动摩擦 53

3.5.2 考虑摩擦时的物体平衡问题 56

小结与讨论 57

第4章 内力与内力图 59

4.1 变形固体 59

4.1.1 弹性变形和塑性变形 59

4.1.2 力与变形一致的微观模型 59

4.1 3变形固体的基本假设 60

4.2.1 分布内力 61

4.2 内力 61

4.2.2 内力分量 62

4.2.3 杆件的基本受力变形形式 62

4.2.4 内力的计算方法——截面法 63

4.3 轴向拉压杆的内力 64

4.3.1 轴力 64

4.3.2 轴力图 66

4.4 梁的内力 67

4.4.1 平面弯曲 67

4.4.2 梁的剪力和弯矩 68

4.5 梁的内力方程与内力图 74

4.5.1 内力方程与内力图 74

4.5.2 利用微分关系作梁的内力图 76

4.6.2 叠加法作弯矩图 81

4.6.1 叠加原理 81

4.6 叠加法作梁的弯矩图 81

4.6.3 区段叠加法作梁的弯矩图 85

4.7 扭转杆的内力 87

小结与讨论 88

第5章 静定结构的内力 90

5.1 多跨静定梁的内力 90

5.2 静定平面刚架的内力 94

5.2.1 静定平面刚架 94

5.2.2 静定平面刚架的内力图 95

5.3 静定平面桁架的内力 102

5.3.1 静定平面桁架 102

5.3.2 静定平面桁架内力的计算方法 104

5.4 静定组合结构的内力 111

5.5.1 拱的特点及分类 114

5.5 三铰拱的内力 114

5.5.2 三铰拱的支座反力和内力 115

5.5.3 合理拱轴线 119

5.6 各类结构的受力特点 120

小结与讨论 123

第2篇 强度、刚度、稳定性分析 125

第6章 杆件横截面上的正应力 125

6.1 应力、应变及相互关系 125

6.1.1 应力正应力和切应力 125

6.1.2 正应变胡克定律 126

6.1.3 切应变剪切胡克定律 126

6.1.4 切应力互等定理 127

6.2 轴向拉压杆横截面上的正应力 127

6.3.1 纯弯曲时横截面上的正应力 129

6.3 弯曲正应力 129

6.3.2 纯弯曲正应力表达式的应用 134

6.4 斜弯曲时的正应力 136

6.5 拉（压）与弯曲组合变形时杆的正应力 140

6.5.1 拉（压）弯杆的正应力分析 140

6.5.2 偏心压缩杆的正应力 141

6.5.3 截面核心 145

小结与讨论 146

第7章 杆件横截面上的切应力 148

7.1 圆截面等直杆扭转时的切应力 148

7.2 矩形截面等直杆的扭转切应力 151

7.3 梁剪切弯曲时的切应力 152

小结与讨论 156

8.1 一点处的应力状态 158

第8章 应力状态分析 158

8.2 平面应力状态分析 159

8.3 类比法的应用——应力圆 161

8.4 主平面主应力主方向 164

8.5 剪切弯曲杆的主应力及主应力迹线 167

8.6 三向应力状态广义胡克定律 171

小结与讨论 173

第9章 强度失效分析和强度条件 176

9.1 轴向拉伸压缩时材料的力学性能 176

9.1.1 材料在拉伸时的力学性能 176

9.1.2 材料在压缩时的力学性能 180

9.1.3 单向应力状态下材料失效的判别准则及强度条件 181

9.2 不同强度失效判别准则下的强度条件 182

9.2.1 最大拉应力准则 182

9.2.4 莫尔准则 183

9.2.2 最大切应力准则 183

9.2.3 形状改变比能准则 183

9.3 轴向拉压杆的强度计算 185

9.4 连接件的工程假定计算 188

9.5 梁的强度计算 192

9.5.1 梁内危险点的应力状态及强度条件 192

9.5.2 梁的强度计算 194

9.6 扭转杆的强度计算 198

9.7 组合变形杆的强度计算 199

9.7.1 偏心拉伸压缩、拉（压）弯组合、斜弯曲 199

9.7.2 弯扭组合变形杆的强度计算 202

9.8 提高构件强度的途径 204

小结与讨论 207

10.1 结构的位移 210

第10章 结构的位移计算和刚度校核 210

10.2 杆件的变形与位移 212

10.2.1 轴向拉压杆的变形与位移 212

10.2.2 圆截面扭转杆的位移 215

10.2.3 梁的位移及刚度校核 216

10.3 虚功原理和单位荷载法 220

10.4 静定结构在荷载作用下的位移计算 223

10.4.1 静定结构在荷载作用下的位移公式 223

10.4.2 静定桁架的位移计算 225

10.5 图乘法 227

10.5.1 图乘法原理 227

10.5.2 图乘法计算直梁和刚架的位移 230

10.6 其他因素引起的静定结构位移 232

10.6.1 支座移动引起的静定结构位移 232

10.6.2 温度变化引起的静定结构位移 234

10.6.3 杆件长度误差引起的桁架位移 236

10.7 互等定理 237

小结与讨论 240

第11章 压杆稳定 243

11.1 压杆稳定的概念 243

11.2 临界压力的欧拉公式 245

11.3 压杆的稳定计算 247

小结与讨论 253

第3篇 超静定移动荷载动力荷载 254

第12章 超静定结构分析 254

12.1 超静定结构概述 254

12.2 力法 256

12.2.1 力法原理 256

12.2.2 力法步骤力法典型方程 258

12.2.3 超静定梁和超静定刚架的力法计算 259

12.2.4 对称性的利用 261

12.2.5 超静定桁架和超静定组合结构的力法计算 266

12.2.6 支座位移时超静定结构的力法计算 270

12.2.7 等截面单跨超静定梁的弯矩和剪力 272

12.3 位移法 275

12.3.1 位移法原理 275

12.3.2 位移法基本结构和基本未知量 278

12.3.3 位移法计算示例 279

12.4 超静定结构的位移计算 285

12.5 超静定结构的特性 287

小结与讨论 288

13.1 极限荷载 290

13.1.1 极限状态极限荷载 290

第13章 梁的极限荷载 290

13.1.2 极限弯矩塑性铰 292

13.2 用极限平衡法计算极限荷载 294

13.2.1 静定梁的极限荷载 295

13.2.2 单跨超静定梁的极限荷载 297

13.3 用机构法或试算法计算极限荷载 300

13.3.1 比例加载时判断极限荷载的几个定理 300

13.3.2 机构法试算法 300

13.3.3 连续梁的极限荷载 302

小结与讨论 304

第14章 移动荷载作用下的结构分析 306

14.1 移动荷载及影响线的概念 306

14.1.1 移动荷载 306

14.1.2 铁路和公路的标准荷载 306

14.2.1 简支梁的影响线 308

14.1.3 影响线的概念 308

14.2 静力法作影响线 308

14.2.2 外伸梁的影响线 310

14.2.3 结点荷载作用下梁的影响线 312

14.2.4 简单桁架的影响线 314

14.3 影响线的应用 317

14.3.1 利用影响线求荷载作用下的量值 317

14.3.2 利用影响线确定荷载的最不利位置 319

14.3.3 铁路、公路标准荷载的换算荷载 320

14.3.4 内力包络图 327

小结与讨论 328

第15章 动力荷载 330

15.1 构件加速平行移动时的应力计算 330

15.1.1 惯性力 330

15.1.2 动静法 331

15.1.3 构件加速平移时的动应力 332

15.1.4 地震荷载 334

15.2 杆件受冲击时的应力计算 335

15.3 交变应力与疲劳破坏的概念 338

小结与讨论 339

附录 340

附录A 平面图形的几何性质 340

A.1 静矩、形心及相互关系 340

A.2 惯性矩极惯性矩惯性积惯性半径 341

A.3 惯性矩的平行移轴公式 342

A.4 形心主惯性轴形心主惯性矩 344

A.5 组合图形的形心、形心主轴、形心主惯性矩计算 345

附录B 型钢规格表 347

参考文献 363